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華為副總裁兼數(shù)字能源產(chǎn)品線總裁周桃園:構(gòu)建零碳網(wǎng)絡(luò) 未來上網(wǎng)只用電不排碳?

科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間:2021-03-15 09:25:51  作者:李 禾

  隨著信息技術(shù)的發(fā)展,越來越多的人可以享受到ICT基礎(chǔ)設(shè)施帶來的便利,依靠發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)、迅捷的網(wǎng)速,人們可以享受在線辦公、在線學(xué)習(xí)、在線醫(yī)療等便利。這背后,要靠越來越多的海量計(jì)算和越來越大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來支撐,同時(shí)伴隨著能源消耗的增長(zhǎng)。

  當(dāng)你打開電腦處理業(yè)務(wù)、瀏覽信息,在手機(jī)上搶紅包時(shí),你可能不會(huì)去計(jì)算這背后的碳排放。

  2021年政府工作報(bào)告提出,今年要扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作,“十四五”時(shí)期,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%。并將這兩項(xiàng)指標(biāo)作為約束性指標(biāo)進(jìn)行管理。面對(duì)低碳的硬指標(biāo),能源消費(fèi)量快速增長(zhǎng)的信息通信行業(yè)(ICT)也提出了碳中和目標(biāo)。其中,華為首次提出了“零碳網(wǎng)絡(luò)”,發(fā)布了數(shù)字能源零碳網(wǎng)絡(luò)解決方案。

  信息技術(shù)的發(fā)展讓能耗大幅增加

  據(jù)加拿大麥克馬斯特大學(xué)的研究預(yù)測(cè),2040年,ICT的碳排放占全球碳排放比例將從2007年的1.6%上升至14%。2020年,數(shù)據(jù)中心占全行業(yè)碳排放比例最大,占45%,其次是通信網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備,分別占24%和31%。

  在我國,隨著5G的商用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,5G、數(shù)據(jù)中心規(guī)模迅猛擴(kuò)大的同時(shí),能耗數(shù)據(jù)也大幅攀升。華北電力大學(xué)與國際環(huán)保組織綠色和平2019年報(bào)告顯示,2018年我國數(shù)據(jù)中心總用電量為1609億千瓦時(shí),約占全社會(huì)用電量的2%,超過上海市2018年全社會(huì)用電量。假如我國的能源結(jié)構(gòu)保持現(xiàn)狀,到2023年我國數(shù)據(jù)中心用電將會(huì)產(chǎn)生1.63億噸二氧化碳排放,相當(dāng)于一個(gè)中型國家的碳排放水平。

  華為發(fā)布的《通信能源目標(biāo)網(wǎng)白皮書》指出,雖然5G網(wǎng)絡(luò)每比特?cái)?shù)據(jù)的平均能耗僅為4G的1/10,但由于5G站點(diǎn)數(shù)量是4G的2—3倍,同時(shí)擁有更大流量,單設(shè)備功耗將是4G的3—3.5倍,網(wǎng)絡(luò)整體耗電量將比現(xiàn)在翻一倍,每年超過1000億千瓦時(shí)。

  其實(shí),ICT能耗劇增主要是因?yàn)橛脩魯?shù)量的劇增,以及相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備等新基建的落地和運(yùn)行。數(shù)據(jù)顯示,25年前,全球人口總數(shù)為56億,移動(dòng)用戶數(shù)不到1億,站點(diǎn)數(shù)量?jī)H20萬,聯(lián)接數(shù)低于0.5億。到2015年,全球人口總數(shù)超過73億,移動(dòng)用戶已激增至48億,站點(diǎn)數(shù)量超過660萬,聯(lián)接數(shù)超過80億。

  華為副總裁兼數(shù)字能源產(chǎn)品線總裁周桃園說,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,越來越多的人可以享受到ICT基礎(chǔ)設(shè)施帶來的便利,依靠發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)、迅捷的網(wǎng)速,人們可以享受在線辦公、在線學(xué)習(xí)、在線醫(yī)療等便利。這背后要靠越來越多的海量計(jì)算和越來越大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)來支撐,同時(shí)伴隨著能源消耗的增長(zhǎng)。

  據(jù)預(yù)測(cè),到2025年,由IoT、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)構(gòu)建的萬物互聯(lián)智能世界,聯(lián)接數(shù)將達(dá)1000億個(gè)。這也是ICT行業(yè)的能耗會(huì)如此之高的原因之一。

  極簡(jiǎn)+綠電+智慧能源云

  如何才能實(shí)現(xiàn)零碳網(wǎng)絡(luò)?周桃園說,華為零碳網(wǎng)絡(luò)解決方案包含了“極簡(jiǎn)站點(diǎn)、極簡(jiǎn)機(jī)房、極簡(jiǎn)數(shù)據(jù)中心、無處不在的綠電”四大解決方案,再融合智慧能源云。

  極簡(jiǎn)站點(diǎn)指的是站點(diǎn)形態(tài)的極簡(jiǎn)化,從以前的室內(nèi)發(fā)展到室外,再進(jìn)一步縮減其占地空間。即讓房子變柜子、柜子變桿子,全面“桿站化”,實(shí)現(xiàn)降低能耗、省電費(fèi)、省租金;極簡(jiǎn)機(jī)房是指以機(jī)柜替代機(jī)房,在保證擴(kuò)容的情況下,免增機(jī)房、免改線纜、免增空調(diào),從而節(jié)省能耗、空間并避免大量施工。

  周桃園說,極簡(jiǎn)數(shù)據(jù)中心是指通過全預(yù)制化、模塊化建設(shè)重構(gòu)架構(gòu);通過高效節(jié)能方案重構(gòu)供電,提升效率,并實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù);通過間接蒸發(fā)冷卻等解決方案節(jié)省能耗,相比傳統(tǒng)冷凍水方案可節(jié)能17%;通過智能運(yùn)維解決方案重構(gòu)運(yùn)維,使效率提升35%。

  多使用來自可再生能源的綠電,減少使用高碳的化石能源是零碳網(wǎng)絡(luò)的重要一步。國家發(fā)改委副主任寧吉喆說,2020年我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)已達(dá)到9.34億千瓦,將進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源裝機(jī)規(guī)模,推進(jìn)清潔能源增長(zhǎng)消納和儲(chǔ)能協(xié)調(diào)有序發(fā)展。

  “無處不在的綠電”指的是將綠電引入站點(diǎn)、機(jī)房、數(shù)據(jù)中心等,打造綠色聯(lián)接和綠色計(jì)算。最后這四大解決方案還融合了“智慧能源云”,通過源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)一體化智慧管理,最終大幅降低用電成本,提升能源效率。

  為節(jié)能降耗IT企業(yè)各顯神通

  目前,在節(jié)能減排上,各運(yùn)營商可以說是各顯神通。有的IT企業(yè)通過引入高效電源,改造老舊電池,提升能源轉(zhuǎn)換率,降低能源損耗,達(dá)到節(jié)電效果;有的采用混合供電解決方案,減少因電力不穩(wěn)而采用油機(jī)供備電帶來的相關(guān)能源成本和能源損耗。

  數(shù)據(jù)中心需要保持24小時(shí)不間斷運(yùn)行。根據(jù)國家節(jié)能中心、賽迪顧問股份有限公司等共同發(fā)布的《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》,超大型數(shù)據(jù)中心飛速發(fā)展,快速增長(zhǎng)的功率密度對(duì)散熱提出更高要求。2019年以“風(fēng)冷”技術(shù)為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心,其耗能中約有43%是用于IT設(shè)備的散熱,與IT設(shè)備自身的能耗45%基本持平,降低散熱功耗、控制數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本,建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心已成當(dāng)務(wù)之急。

  “液冷技術(shù)是突破數(shù)據(jù)中心節(jié)能瓶頸的最佳捷徑。”曙光數(shù)創(chuàng)公司高級(jí)副總裁姚勇說,液冷技術(shù)帶給行業(yè)的效益遠(yuǎn)不止節(jié)能一個(gè)方面。液冷技術(shù)的高效制冷效果,可大幅提升服務(wù)器的穩(wěn)定性、效率及使用壽命,同時(shí)提升了單位空間服務(wù)器部署密度,高度節(jié)省空間占地,并將超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)大為簡(jiǎn)化。液冷數(shù)據(jù)中心噪音超低,環(huán)境友好,余熱利用也可創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

  據(jù)賽迪顧問估算,液冷應(yīng)用前景廣闊,2025年我國液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將超千億元。

  不過,對(duì)于ICT來說,僅依靠液冷等節(jié)能環(huán)保技術(shù)尚不足以應(yīng)對(duì)零碳的挑戰(zhàn)。綠電的引入就非常關(guān)鍵,可再生能源讓IT企業(yè)從能源“消費(fèi)者”轉(zhuǎn)變成為“生產(chǎn)者”,提高清潔能源的使用率。

  目前,全球約41家科技企業(yè)已設(shè)立長(zhǎng)期100%可再生能源目標(biāo),2020年,國際科技巨頭紛紛加碼行動(dòng)。亞馬遜收購了35個(gè)風(fēng)電與光伏電站,成為可再生能源迄今最大買家。谷歌提出,將在2030年實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r(shí)零碳運(yùn)營,將零碳的統(tǒng)計(jì)范圍從年過渡到小時(shí);微軟則表示,將于2030年實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放,并在2050年消除企業(yè)所有歷史碳排放。

  騰訊首席執(zhí)行官馬化騰在他的朋友圈中強(qiáng)調(diào),“預(yù)計(jì)未來最大占比的是原生清潔能源支持的數(shù)據(jù)中心的實(shí)現(xiàn)。很難,但總要努力。”綠色和平氣候與能源項(xiàng)目主任葉睿琪表示:“我們認(rèn)為馬化騰的評(píng)論清晰地傳達(dá)了一個(gè)信號(hào),即數(shù)據(jù)中心的可再生能源利用,將是科技行業(yè)邁向碳中和的最重要手段之一。”

  隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和碳中和目標(biāo)的牽引,ICT技術(shù)在不斷地融合創(chuàng)新。周桃園表示,未來主流方案的方向應(yīng)該是從以終為始的角度考慮,系統(tǒng)化、全局化地進(jìn)行能效提升,從站點(diǎn)到機(jī)房進(jìn)行到智能運(yùn)維,實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)站點(diǎn)、極簡(jiǎn)機(jī)房;數(shù)據(jù)中心則應(yīng)從架構(gòu)、供電、溫控、運(yùn)維4個(gè)方面重構(gòu),以此來提升運(yùn)維效率、減低能源損耗及縮短建設(shè)周期等。

  第十三屆全國人大常委會(huì)委員、中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副院長(zhǎng)王毅說,實(shí)現(xiàn)碳中和以及零碳,最核心的內(nèi)容就是發(fā)展可再生能源。構(gòu)建一套高比例可再生能源體系,加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),與現(xiàn)有的分布式能源系統(tǒng)、智能電網(wǎng),未來的智慧能源等,作為一個(gè)統(tǒng)一的體系來設(shè)計(jì),降低系統(tǒng)成本,塑造新的能源安全格局。

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